本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多點(diǎn)光源的體感智能照明系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)照明一般需要手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，同時(shí)在功能上，其缺少調(diào)光等功能，因而，傳統(tǒng)照明具有諸多不足之處，例如：手動(dòng)開(kāi)關(guān)布線(xiàn)繁瑣、造價(jià)高、安裝周期長(zhǎng)；在較大的空間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的開(kāi)關(guān)操作；長(zhǎng)時(shí)間固定的亮度導(dǎo)致功率消耗高；亮度驟然變化造成對(duì)人眼的刺激。

這些問(wèn)題不僅造成了資源上的浪費(fèi)，同時(shí)還造成了生活中的很多不便。傳統(tǒng)照明的固定開(kāi)關(guān)、固定亮度都難以使人們隨時(shí)隨地控制身邊環(huán)境的亮度，這對(duì)于人們?nèi)粘Ｉ钍鞘植挥押玫?。此外，若需改變已有照明的亮度和顏色等屬性，往往只能通過(guò)更換照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)，如此繁瑣的操作難以完全迎合日常生活中在各種情境下的對(duì)同一照明系統(tǒng)的需求。上述問(wèn)題都體現(xiàn)了傳統(tǒng)照明的諸多方面的缺陷。

普遍的智能照明大多是在已設(shè)定好的場(chǎng)景燈光內(nèi)進(jìn)行切換，這種方法雖然能夠在一定程度上控制照明的變化，但是這并不能完全滿(mǎn)足用戶(hù)的在所有場(chǎng)景下的需求，靈活性也很低，也不能完全的做到節(jié)能與智能。在交互方面，目前的智能照明基本由終端來(lái)進(jìn)行操控，這種方法雖然能夠達(dá)到一定的控制，但是并不能時(shí)刻與用戶(hù)進(jìn)行精準(zhǔn)交互，而在操控時(shí)操作方法又偏復(fù)雜。很難讓用戶(hù)獲得良好的交互體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有智能照明的不足與局限，本發(fā)明提供一種體感智能照明系統(tǒng)和方法，通過(guò)體感設(shè)備實(shí)現(xiàn)交互從而操控照明，使用戶(hù)能用簡(jiǎn)單的肢體動(dòng)作完成與照明設(shè)備的控制和交互。

為了實(shí)現(xiàn)上述需求，解決目前的問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種基于多點(diǎn)光源的體感智能照明系統(tǒng)包括：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，其中，硬件系統(tǒng)包括顯示設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)、體感交互控制器、照明裝置和dmx轉(zhuǎn)換器；顯示設(shè)備：用于顯示本系統(tǒng)中的視覺(jué)信息，以便用戶(hù)進(jìn)行交互；體感交互控制器，用于用戶(hù)是將體感信息輸入至個(gè)人計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)交互；dmx轉(zhuǎn)換器，用于將電腦端信號(hào)轉(zhuǎn)換為照明裝置可識(shí)別的信號(hào)，并傳出給照明裝置；照明裝置，用于展示實(shí)際照明效果；

軟件系統(tǒng)包括：體感交互輸入模塊、邏輯交互模塊、用戶(hù)界面顯示和管理模塊、照明控制輸出模塊，其中，

體感交互輸入模塊，用于采集用戶(hù)的動(dòng)作輸入信息，同時(shí)傳入到交互系統(tǒng)中；

邏輯交互模塊，用于控制整體邏輯，根據(jù)體感交互控制器提供的用戶(hù)點(diǎn)擊信息進(jìn)行判斷，通過(guò)用戶(hù)界面顯示模塊將交互結(jié)果反饋給用戶(hù)，并傳輸輸入信息給照明控制輸出模塊；

用戶(hù)界面顯示和管理模塊，用于提供ui的顯示刷新接口，以及接收來(lái)自邏輯判斷模塊傳輸?shù)拿?，加載不同的資源，在顯示設(shè)備上顯示交互結(jié)果；

照明控制輸出模塊，用于顯示交互系統(tǒng)最終的照明效果，將顯示結(jié)果用實(shí)體照明裝置準(zhǔn)確呈現(xiàn)。

作為優(yōu)選，照明控制輸出模塊包括：

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊，用于處理得到的數(shù)據(jù)信息，將其轉(zhuǎn)化為照明裝備可接受的數(shù)據(jù)信息；

照明控制模塊，用于數(shù)據(jù)信息下達(dá)給照明裝備。

一種采用基于多點(diǎn)光源的體感智能照明系統(tǒng)的體感智能照明方法，包括以下步驟：

步驟1、更改位置交互步驟

步驟1.1、用戶(hù)移動(dòng)手臂到位于主界面上的更改位置按鈕，并用手指雙擊；系統(tǒng)將點(diǎn)擊事件傳入邏輯判斷模塊，根據(jù)判斷結(jié)果切換至位置交互界面；界面中將出現(xiàn)房間的俯視圖，以及用戶(hù)的位置點(diǎn)圖標(biāo)，并在界面下方有四個(gè)圖標(biāo)，分別代表房間中的四個(gè)定點(diǎn)位置；

步驟1.2、用戶(hù)做出手勢(shì)將更改俯視圖中的人物位置；放松狀態(tài)為停止不動(dòng)，握拳為向前行走，張開(kāi)手為向后倒退，手往左擺為向左移動(dòng)，手往右擺為向右移動(dòng)；系統(tǒng)將手勢(shì)事件傳入邏輯判斷模塊，根據(jù)判斷得出的手勢(shì)對(duì)俯視圖中的人物位置進(jìn)行改變，并向照明控制輸出模塊發(fā)送位置信息。

步驟1.3、根據(jù)接受的信息，照明控制輸出模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊會(huì)先將傳入信息進(jìn)行處理，并將其傳入照明控制模塊，照明控制模塊接收到信息會(huì)改變對(duì)應(yīng)的燈光效果，并通過(guò)照明裝置顯示；

步驟1.4、用戶(hù)點(diǎn)擊圖標(biāo)所在位置，圖標(biāo)以高亮顯示的方式給予用戶(hù)點(diǎn)擊的反饋，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同圖標(biāo)的位置信息改變界面中的圖像，顯示圖像為位于所選圖標(biāo)定點(diǎn)位置的攝像機(jī)的圖像；

步驟1.5、用戶(hù)點(diǎn)擊返回按鈕所在位置，系統(tǒng)會(huì)返回到主界面，并將位置交互界面的狀態(tài)保存，并保持照明控制輸出模塊的信息不變；

步驟2、更改屬性交互步驟

步驟2.1、用戶(hù)移動(dòng)手臂到位于主界面上的更改屬性按鈕，并用手指雙擊。系統(tǒng)將點(diǎn)擊事件傳入邏輯判斷模塊，根據(jù)判斷結(jié)果切換至屬性交互界面。界面中將出現(xiàn)距離用戶(hù)位置最近的定點(diǎn)攝像機(jī)中的圖像，以及供更改的顏色和亮度按鈕。

步驟2.2、用戶(hù)點(diǎn)擊圖標(biāo)所在位置，圖標(biāo)以高亮顯示的方式給予用戶(hù)點(diǎn)擊的反饋，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同圖標(biāo)的位置信息改變界面中的圖像中所顯示的光源的對(duì)應(yīng)屬性，顯示圖像為位于距離所選圖標(biāo)定點(diǎn)位置的攝像機(jī)的圖像。并向照明控制輸出模塊發(fā)送所更改的屬性信息。

步驟2.3、根據(jù)接受的信息，照明控制輸出模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊會(huì)先將傳入信息進(jìn)行處理，并將其傳入照明控制模塊，照明控制模塊接收到信息會(huì)改變對(duì)應(yīng)的燈光效果，并通過(guò)照明裝置顯示。

使用本發(fā)明中的系統(tǒng)與方法，可以帶來(lái)如下有益效果：

1.利用智能燈光控制技術(shù)，結(jié)合了目前普及度較高的led設(shè)備和家用計(jì)算機(jī)，使智能照明更加普及。同時(shí)，照明的智能控制具有傳統(tǒng)照明所不具備的耗能小、使用便利等優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)照明耗能大、難以隨時(shí)控制照明的問(wèn)題，有利于節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)。

2.將智能照明與體感交互技術(shù)結(jié)合。用戶(hù)可通過(guò)簡(jiǎn)單的肢體動(dòng)作進(jìn)行交互，這種交互方式不僅增加了互動(dòng)性與趣味性，并且可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)智能照明難以實(shí)現(xiàn)的交互內(nèi)容。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所涉及的硬件設(shè)備組成框圖；

圖2為本發(fā)明所涉及的交互系統(tǒng)組成框圖；

圖3為更改位置交互的示意圖；

圖4為更改位置交互的方法流程圖；

圖5為更改屬性交互的示意圖；

圖6為更改屬性交互的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種體感智能照明系統(tǒng)，以民用級(jí)個(gè)人電腦、多媒體輸出設(shè)備、體感輸入設(shè)備和照明裝置為硬件部分，使用個(gè)人電腦上運(yùn)行軟件部分來(lái)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的模擬，再利用民用級(jí)別的多媒體輸出設(shè)備將照明模擬效果提供給觀(guān)覽者，照明設(shè)備實(shí)時(shí)展示模擬效果。

該系統(tǒng)的硬件部分包括顯示設(shè)備，個(gè)人計(jì)算機(jī)，體感交互控制器，照明裝置和dmx轉(zhuǎn)換器。軟件部分包括基于多點(diǎn)光源的體感智能照明系統(tǒng)軟件。其中：

顯示設(shè)備：用于顯示本系統(tǒng)中的視覺(jué)信息，展示ui界面，以便用戶(hù)進(jìn)行交互。

個(gè)人計(jì)算機(jī)：用于運(yùn)行本系統(tǒng)中的軟件部分。它必須是一臺(tái)能夠流暢運(yùn)行基于多點(diǎn)光源的體感智能照明系統(tǒng)軟件，并且有網(wǎng)線(xiàn)接口的個(gè)人電腦。它必須能夠與本系統(tǒng)中的其他硬件很好的兼容并工作。它的作用是流暢運(yùn)行本系統(tǒng)的軟件，接受來(lái)自體感交互控制器的輸入信息并發(fā)送給軟件，軟件再根據(jù)內(nèi)置功能將交互結(jié)果通過(guò)連接在個(gè)人計(jì)算機(jī)上的顯示設(shè)備進(jìn)行輸出。

體感交互控制器：用戶(hù)可以使用體感交互控制器與本系統(tǒng)進(jìn)行交互。它是一件或多件體感交互控制器，并且在本系統(tǒng)中與軟件和個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容(例如thalmiclabs公司生產(chǎn)的myo臂環(huán)游戲體感控制器以及其他種類(lèi)的體感控制器)。他的作用是接收用戶(hù)的體感動(dòng)作輸入信息，并將他們通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)上的接口傳給軟件。

dmx轉(zhuǎn)換器：用于連接電腦和照明裝置，將電腦端信號(hào)轉(zhuǎn)換為照明裝置可識(shí)別的信號(hào)，并通過(guò)另一端的接口傳出給照明裝置。

照明裝置：用于顯示本系統(tǒng)中的視覺(jué)信息，展示實(shí)際照明效果。此設(shè)備必須為led燈組或者led點(diǎn)陣，用來(lái)輸出實(shí)際的燈光效果。

軟件部分包括交互模塊和照明控制輸出模塊。其中：

交互模塊用于接收和處理用戶(hù)的觸控?cái)?shù)據(jù)信息，所述交互模塊包括：體感交互輸入模塊，邏輯交互模塊，用戶(hù)界面顯示和管理模塊。其中：

體感交互輸入模塊用于采集，處理用戶(hù)的動(dòng)作輸入信息，等待邏輯交互模塊使用。它能夠接受體感控制器傳入的用戶(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)，并根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)用戶(hù)輸入的動(dòng)作數(shù)據(jù)和預(yù)制的動(dòng)作數(shù)據(jù)判斷出目前用戶(hù)的動(dòng)作狀態(tài)，并將這種動(dòng)作狀態(tài)與細(xì)節(jié)告訴其他模塊。

邏輯交互模塊用于控制整體邏輯，并根據(jù)體感交互輸入模塊提供的用戶(hù)輸入進(jìn)行運(yùn)算并通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)視覺(jué)顯示模塊將交互結(jié)果反饋給用戶(hù)，并傳輸輸入信息給照明控制輸出模塊。它還管理當(dāng)前運(yùn)行時(shí)所處的功能模塊，可以根據(jù)用戶(hù)的輸入切換當(dāng)前運(yùn)行的功能模塊，以實(shí)現(xiàn)不同的功能和運(yùn)算。功能模塊可以根據(jù)需求進(jìn)行增減，以方便擴(kuò)大本系統(tǒng)的需求。

用戶(hù)界面顯示和管理模塊，提供ui(用戶(hù)界面，userinterface)的顯示刷新接口，當(dāng)邏輯交互模塊調(diào)用用戶(hù)界面顯示和管理模塊時(shí)，該模塊顯示相應(yīng)的ui信息，以及接收來(lái)自邏輯判斷模塊傳輸?shù)拿?，加載不同的資源，在顯示設(shè)備上顯示交互結(jié)果。

照明控制輸出模塊用于接收邏輯交互模塊的輸入信息，并將其轉(zhuǎn)化成為照明裝置可接受的數(shù)據(jù)信息，并傳輸給照明設(shè)備，使其表達(dá)用戶(hù)需要的照明效果。其中：

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊用于處理得到的數(shù)據(jù)信息，在模擬場(chǎng)景中處理后，從而得到對(duì)每個(gè)照明裝備控制數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為照明裝備可接受的數(shù)據(jù)信息。

照明控制模塊用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊得出的數(shù)據(jù)信息下達(dá)到每個(gè)照明裝備上。

一種基于多點(diǎn)光源的體感智能照明方法，包括以下步驟：

步驟1、更改位置交互步驟，如圖3和4所示，

執(zhí)行以下邏輯：顯示設(shè)備上的用戶(hù)界面顯示和管理模塊首先更新“鼠標(biāo)”在界面中的位置，用戶(hù)用手指雙擊，經(jīng)體感交互輸入模塊判斷手勢(shì)后，“鼠標(biāo)”的位置坐標(biāo)即為手指觸摸的點(diǎn)的坐標(biāo)，邏輯判斷模塊根據(jù)該坐標(biāo)和圖標(biāo)的感應(yīng)范圍進(jìn)行對(duì)比，若坐標(biāo)位于圖標(biāo)的感應(yīng)范圍內(nèi)，則判定為該圖標(biāo)被點(diǎn)擊，隨之，邊框出現(xiàn)在該圖案周?chē)?，同時(shí)界面中的顯示圖像改變；用戶(hù)若做出手勢(shì)(向左擺手，向右擺手，握拳，松手)經(jīng)體感交互輸入模塊判斷手勢(shì)后，直接將手勢(shì)對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳入邏輯判斷模塊，邏輯判斷模塊根據(jù)傳入信息對(duì)代表位置的坐標(biāo)進(jìn)行判斷，若坐標(biāo)位于可移動(dòng)范圍內(nèi)，則代表位置的圖標(biāo)的位置改變。具體為：

步驟1.1、用戶(hù)移動(dòng)手臂到位于主界面上的更改位置按鈕，并用手指雙擊。系統(tǒng)將點(diǎn)擊事件傳入邏輯判斷模塊，根據(jù)判斷結(jié)果切換至位置交互界面。界面中將出現(xiàn)房間的俯視圖，以及用戶(hù)的位置點(diǎn)圖標(biāo)，并在界面下方有四個(gè)圖標(biāo)，分別代表房間中的四個(gè)定點(diǎn)位置。

步驟1.2、用戶(hù)做出手勢(shì)將更改俯視圖中的人物位置。放松狀態(tài)為停止不動(dòng)，握拳為向前行走，張開(kāi)手為向后倒退，手往左擺為向左移動(dòng)，手往右擺為向右移動(dòng)。系統(tǒng)將手勢(shì)事件傳入邏輯判斷模塊，根據(jù)判斷得出的手勢(shì)對(duì)俯視圖中的人物位置進(jìn)行改變，并向照明控制輸出模塊發(fā)送位置信息。

步驟1.3、根據(jù)接受的信息，照明控制輸出模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊會(huì)先將傳入信息進(jìn)行處理，并將其傳入照明控制模塊，照明控制模塊接收到信息會(huì)改變對(duì)應(yīng)的燈光效果，并通過(guò)照明裝置顯示。

步驟1.4、用戶(hù)點(diǎn)擊圖標(biāo)所在位置，圖標(biāo)以高亮顯示的方式給予用戶(hù)點(diǎn)擊的反饋，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同圖標(biāo)的位置信息改變界面中的圖像，顯示圖像為位于所選圖標(biāo)定點(diǎn)位置的攝像機(jī)的圖像。

步驟1.5、用戶(hù)點(diǎn)擊返回按鈕所在位置，系統(tǒng)會(huì)返回到主界面，并將位置交互界面的狀態(tài)保存，并保持照明控制輸出模塊的信息不變。

步驟2、更改屬性交互步驟，如圖5和6所示，

步驟2.1、用戶(hù)移動(dòng)手臂到位于主界面上的更改屬性按鈕，并用手指雙擊。系統(tǒng)將點(diǎn)擊事件傳入邏輯判斷模塊，根據(jù)判斷結(jié)果切換至屬性交互界面。界面中將出現(xiàn)距離用戶(hù)位置最近的定點(diǎn)攝像機(jī)中的圖像，以及供更改的顏色和亮度按鈕。

步驟2.2、用戶(hù)點(diǎn)擊圖標(biāo)所在位置，圖標(biāo)以高亮顯示的方式給予用戶(hù)點(diǎn)擊的反饋，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同圖標(biāo)的位置信息改變界面中的圖像中所顯示的光源的對(duì)應(yīng)屬性，顯示圖像為位于距離所選圖標(biāo)定點(diǎn)位置的攝像機(jī)的圖像。并向照明控制輸出模塊發(fā)送所更改的屬性信息。

步驟2.3、根據(jù)接受的信息，照明控制輸出模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊會(huì)先將傳入信息進(jìn)行處理，并將其傳入照明控制模塊，照明控制模塊接收到信息會(huì)改變對(duì)應(yīng)的燈光效果，并通過(guò)照明裝置顯示。

步驟2.4、用戶(hù)點(diǎn)擊返回按鈕所在位置，系統(tǒng)會(huì)返回到主界面，并將位置交互界面的狀態(tài)保存，并保持照明控制輸出模塊的信息不變。

在本發(fā)明中，更改屬性功能依靠按鈕進(jìn)行交互，屬性對(duì)應(yīng)的圖案素材相當(dāng)于一些按鈕，程序使用事件系統(tǒng)告訴程序某一個(gè)按鈕當(dāng)前狀態(tài)，對(duì)于這些按鈕，設(shè)置如下三種事件：手移入事件(onhover)、點(diǎn)擊事件(onclick)、手移出事件(onexit)。每一個(gè)都有一個(gè)判定區(qū)域用作按鈕的主體，每個(gè)事件的實(shí)現(xiàn)方法如下：

手移入事件(onhover)：用戶(hù)的手臂位置在屏幕上的映射從該按鈕的判定區(qū)域外移動(dòng)到判定區(qū)域內(nèi)。觸發(fā)時(shí)機(jī)是手移進(jìn)去的時(shí)刻。它可以用來(lái)執(zhí)行手移入按鈕時(shí)需要的功能，例如按鈕邊框變色等。

點(diǎn)擊事件(onclick)：最后一次手移入按鈕后與屏幕的接觸時(shí)間達(dá)到了按下臨界時(shí)間。由按鈕判斷事件是否觸發(fā)，觸發(fā)時(shí)機(jī)為達(dá)到按下臨界時(shí)間的時(shí)刻。這其中包含兩個(gè)參數(shù)：①所選圖標(biāo)對(duì)應(yīng)屬性的當(dāng)前狀態(tài)；②所選圖標(biāo)的當(dāng)前狀態(tài)。這個(gè)事件是該按鈕的一個(gè)主要事件，它可以用來(lái)執(zhí)行按鈕被點(diǎn)擊時(shí)要執(zhí)行的功能，例如外發(fā)光的出現(xiàn)和消失、顏色和亮度的選擇與取消選擇等。

手移出事件(onexit)：用戶(hù)的手臂位置在屏幕上的映射從該按鈕的判定區(qū)域內(nèi)移動(dòng)到判定區(qū)域外。觸發(fā)時(shí)機(jī)是手從按鈕判定區(qū)域移出的時(shí)刻。它可以用來(lái)通知并運(yùn)行手移出按鈕時(shí)需要執(zhí)行的功能，例如按鈕邊框取消變色等。

每一個(gè)按鈕的輪詢(xún)需要在交互程序的主循環(huán)中運(yùn)行。通過(guò)上述按鈕系統(tǒng)和相關(guān)的事件觸發(fā)機(jī)制，本系統(tǒng)就可以允許用戶(hù)使用按鈕進(jìn)行交互了。

通過(guò)上面所述方法，用戶(hù)可以使用體感設(shè)備與基于多點(diǎn)光源的體感智能照明系統(tǒng)中的模擬場(chǎng)景進(jìn)行交互。本發(fā)明的目的則是通過(guò)使用數(shù)字多媒體技術(shù)與本專(zhuān)利中的體感交互方法讓使用者體驗(yàn)一種更加新穎，內(nèi)容更加豐富的智能照明控制交互體驗(yàn)。